Package 'ExpAnalysis3d'

Title: Pacote Para Analise De Experimentos Com Graficos De Superficie Resposta
Description: Pacote para a analise de experimentos havendo duas variaveis explicativas quantitativas e uma variavel dependente quantitativa. Os experimentos podem ser sem repeticoes ou com delineamento estatistico. Sao ajustados 12 modelos de regressao multipla e plotados graficos de superficie resposta (Hair JF, 2016) <ISBN:13:978-0138132637>.(Package for the analysis of experiments having two explanatory quantitative variables and one quantitative dependent variable. The experiments can be without repetitions or with a statistical design. Twelve multiple regression models are fitted and response surface graphs are plotted (Hair JF, 2016) <ISBN:13:978-0138132637>).
Authors: Alcinei Mistico Azevedo [aut, cre]
Maintainer: Alcinei Mistico Azevedo <[email protected]>
License: GPL-3
Version: 0.1.2
Built: 2024-10-31 20:53:52 UTC
Source: CRAN

Help Index

Pacote Para Analise De Experimentos Por Regressao Multipla e Grafico 3D
Figure: graph2.jpg

Description

Este pacote realiza a analise de experimentos que tenham duas variaveis explicativas quantitativas e uma variavel resposta quantiativa. O experimento pode ter sido conduzido sem repeticoes, no delineamento inteiramente casualizado ou em bloco casualizado.

Details

Os modelos podem ser alocados em um objeto do tipo list. Outra alternativa e considerar os 12 modelos ajustados de regressao default:

  • 1 -> Modelo: Z~1+X+Y

  • 2 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y

  • 3 -> Modelo: Z~1+X+Y+I(Y^2)

  • 4 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)

  • 5 -> Modelo: 'Z~1+X+Y+X:Y

  • 6 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+X:Y

  • 7 -> Modelo: Z~1+X+Y+I(Y^2)+X:Y

  • 8 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)+X:Y

  • 9 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)+X:Y+I(X^2):Y

  • 10 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)+X:Y+I(Y^2):X

  • 11 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)+X:Y+I(X^2):Y+I(Y^2):X

  • 12 -> Modelo: Z~1+X+I(X^2)+Y+I(Y^2)+X:Y+I(X^2):Y+I(Y^2):X+I(X^2):I(Y^2))

Author(s)

Alcinei Mistico Azevedo: <[email protected]>

References

PlayList "Package R: ExpAnalysis3D": <https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs>

Cecon,P.R.;Silva, A.R; Nascimento, M; Ferreira, A. Metodos Estatisticos - Serie Didatica. Editora UFV. (2012). 229p. (ISBN: 9788572694421)

Hair, J.F. Multivariate Data Analysis. (2016) 6ed. Pearson Prentice HalL. (ISBN 13:978-0138132637)

Ajuste de modelos de regressao multipla

Description

Esta funcao realiza o ajuste de modelos de regressao multipla considerando 2 variaveis independentes (explicativas) e uma variavel dependente (resposta). E possivel analisar dados de experimentos avaliados sem delineamento (repeticoes) e com delineamento estatistico (DIC e DBC)

Usage

AjustarRegressao(Dados, design,Modelos=NULL)

Arguments

Dados

Matriz contendo 3 colunas obrigatoriamente caso o design seja 1 (experimento sem repeticoes), sendo as duas primeiras as variaveis explicativas e a terceira a variavel resposta. Se houver repeticoes (Design 2 ou 3) a matriz deve conter obrigatoriamente 4 colunas, as duas primeiras com as variaveis explicativas, a terceira com a identificacao das repeticoes/blocos e a quarta coluna com a variavel resposta.
design

Indica o delineamento utilizado na pesquisa:

  • design 1 -> Experimento sem repeticao.

  • design 2 -> Experimento no delineamento inteiramente casualizado (Dic).

  • design 3 -> Experimento no delineamento em blocos casualizados (Dbc).

Modelos

Objeto do tipo list com os objetos a serem testados. Se NULL (default) sao testados 12 modelos de regressao.

Value

A funcao retorna o resultado do ajuste de modelos de regressao. Estes resultados podem ser apresentados no console, e alem disso, estao carregados em um objeto do tipo list.

References

Tutoriais onlines: https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs

See Also

plot2D, plot3D, predict3D

Examples

#Exemplo 1: Experimento sem delineamento
data("Dados1")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados1, design=1)
res
plot2D(res,niveis = 3)
plot2D(res,niveis = 3,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
       Metodo = "simple")
plot2D(res,niveis = 5,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
       Metodo="edge",col.contour = "blue")
plot3D(res)

##########################
#Criando paleta de cores
col0 = colorRampPalette(c('white', 'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
col1 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', 'white',
                         'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
col2 = colorRampPalette(c('#67001F', '#B2182B', '#D6604D', '#F4A582',
                         '#FDDBC7', '#FFFFFF', '#D1E5F0', '#92C5DE',
                         '#4393C3', '#2166AC', '#053061'))
col3 = colorRampPalette(c('red', 'white', 'blue'))
col4 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', '#7FFF7F',
                         'cyan', '#007FFF', 'blue', '#00007F'))

plot2D(res,niveis = 5,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
      Metodo="edge",contour = TRUE,cor=col0(200),box=FALSE)


plot2D(res,niveis = 10,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",zlab=FALSE,
      contour = TRUE,cor=col1(200),box=TRUE,col.contour = "black",
      main="Superficie Resposta")


##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 2: Experimento sem delineamento
data("Dados2")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados2, design=1)
res
plot2D(res,niveis = 10,xlab="Acucar (%)",ylab="Banana (%)",
zlab="Aceitabilidade",
      contour = TRUE,cor=col1(200),box=TRUE,col.contour = "black",
      main="Superficie Resposta")
plot3D(res)

##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 3: Experimento com delineamento (DIC)
data("Dados3")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=2)
res
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = FALSE)
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = TRUE,col.contour = "black")
plot3D(res)
##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 4: Experimento com delineamento (DBC)
data("Dados3")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3)
res
plot2D(res,niveis = 20,xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)",
      Metodo="edge",contour = TRUE,cor=col1(200),box=TRUE)
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = TRUE,col.contour = "black")
plot3D(res)

Dados de exemplo de um experimento sem repeticoes.

Description

Exemplo com um conjunto de dados de um experimento sem delineamento estatistico.Neste caso, a primeira e segunda coluna devem ser as variaveis explicativas quantiativas e a terceira coluna a variavel resposta quantitativa.

Usage

data(Dados1)

Format

Um data frame com duas variaveis explicativas quantitativas e uma variavel resposta quantitativa.

Author(s)

Alcinei Mistico Azevedo, [email protected]

References

AZEVEDO, AM; ANDRADE JUNIOR, VC; SOUSA JUNIOR, AS; SANTOS, AA; CRUZ, CD; PEREIRA, SL; OLIVEIRA, AJM. 2017. Eficiencia da estimacao da area foliar de couve por meio de redes neurais artificiais. Horticultura Brasileira 35: 014-019. DOI - http://dx.doi.org/10.1590/S0102-053620170103

<https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs>

Dados de exemplo de um experimento sem repeticoes.

Description

Exemplo com um conjunto de dados de um experimento sem delineamento estatistico.Neste caso, a primeira e segunda coluna devem ser as variaveis explicativas quantiativas e a terceira coluna a variavel resposta quantitativa.

Usage

data(Dados2)

Format

Um data frame com duas variaveis explicativas quantitativas e uma variavel resposta quantitativa.

Author(s)

Alcinei Mistico Azevedo, [email protected]

References

<https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs>

Dados de exemplo de um experimento com repeticoes.

Description

Exemplo com um conjunto de dados de um experimento com delineamento estatistico.Tanto o experimento no delineamento inteiramente casualizado como o delineamento em blocos casualizados devem ter os dados organizados dessa forma.

Usage

data(Dados3)

Format

Um data frame com dois fatores quantitativos e uma variavel resposta quantitativa. A primeira coluna e um Vetor com os niveis quantitativos do fator A, a segunda coluna e um Vetor com os niveis quantitativos do fator B, a terceira coluna e um Vetor com a identificacao das repeticoes e a terceira a variavel resposta quantitativa.

Author(s)

Alcinei Mistico Azevedo, [email protected]

References

<https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs>

Plotar graficos 2D

Description

Esta funcao proporciona a criacao de um grafico de contorno (2D). Para isso, deve-se ter como entrada o output da funcao 'AjustarRegressao'.

Usage

plot2D(Resultado,
              modelo=NULL,
              niveis=10,
              xlab=NULL,
              ylab=NULL,
              zlab=NULL,
              Metodo="flattest",
              main=NULL,
              contour=TRUE,
              col.contour="red",
              cor=NULL,box=TRUE)

Arguments

Resultado

Objeto do tipo list contendo a saida da funcao 'AjustarRegressao'
modelo

Valor numerico indicando o modelo considerado na confeccao do grafico. Pode ser NULL (defaul) ou um valor numerico indicando o modelo a ser considerado.

  • NULL -> Considera o melhor dos modelos testados de acordo com o Criterio de informatividade de Akaike (AIC)

  • n -> considera o n esimo modelo para plotar o grafico.

niveis

indica o numero de niveis (curvas) se deseja apresentar no grafico de contorno
xlab

Texto indicando o nome do eixo x.
ylab

Texto indicando o nome do eixo y.
zlab

Texto indicando o nome do eixo z
Metodo

character string ("simple", "edge" ou "flattest") indicando o metodo a ser utilizando para a obtencao dos contornos.
main

Texto indicando o nome do grafico.
contour

indica se e desejavel a apresentacao dos contornos no grafico.
col.contour

indica a cor das linhas de contorno no grafico.
cor

Refere-se a paleta de cores para a construcao do grafico. Se for NULL (defaulTRUE) sera utilizado uma paleta de cores padrao. Se for desejavel utilizar outras cores veja como criar a paleta de cores no exemplo dessa funcao.
box

Valor logico (TRUE ou FALSE) indicando se e desejavel a apresentacao dos valores numericos nos eixos.

Value

A funcao retorna um grafico 2D.

References

Tutoriais onlines: https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs

See Also

plot3D, predict3D, AjustarRegressao

Examples

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##############################################################################
#Exemplo 1: Experimento sem delineamento
data("Dados1")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados1, design=1)
plot2D(res,niveis = 3)
plot2D(res,niveis = 3,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
       Metodo = "simple")
plot2D(res,niveis = 5,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
       Metodo="edge",col.contour = "blue")


##########################
#Criando paleta de cores
col0 = colorRampPalette(c('white', 'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
col1 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', 'white',
                         'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
col2 = colorRampPalette(c('#67001F', '#B2182B', '#D6604D', '#F4A582',
                         '#FDDBC7', '#FFFFFF', '#D1E5F0', '#92C5DE',
                         '#4393C3', '#2166AC', '#053061'))
col3 = colorRampPalette(c('red', 'white', 'blue'))
col4 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', '#7FFF7F',
                         'cyan', '#007FFF', 'blue', '#00007F'))

plot2D(res,niveis = 5,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
      Metodo="edge",contour = TRUE,cor=col0(200),box=FALSE)


plot2D(res,niveis = 10,xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",zlab=FALSE,
      contour =TRUE,cor=col1(200),box=TRUE,col.contour = "black",
      main="Superficie Resposta")


##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 2: Experimento sem delineamento
data("Dados2")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados2, design=1)
plot2D(res,niveis = 10,xlab="Acucar (%)",ylab="Banana (%)",
zlab="Aceitabilidade",
      contour =TRUE,cor=col1(200),box=TRUE,col.contour = "black",
      main="Superficie Resposta")


##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 3: Experimento com delineamento (DIC)
data("Dados3")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=2)
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = FALSE)
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = TRUE,col.contour = "black")

##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 4: Experimento com delineamento (DBC)
data("Dados3")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3)
plot2D(res,niveis = 20,xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)",
      Metodo="edge",contour = TRUE,cor=col1(200),box=TRUE)
plot2D(res,niveis = 5, Metodo="edge",contour = TRUE,col.contour = "black")


##############################################################################
##############################################################################
#Exemplo 4: Experimento com delineamento (DBC) com modelo personalizado
  Mod=list(
  m1  =Z~   1 + X  + Y,
  m2	=Z~	 1 + X  + I(X^2)  + Y  + I(Y^2),
  m3	=Z~	 1 + X  + Y       + X:Y)
data("Dados3")
res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3,Modelos=Mod)
plot2D(res,niveis = 20,xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)",
      Metodo="edge",contour = TRUE,cor=col1(200),box=TRUE)
plot2D(res,niveis = 5,modelo=3, Metodo="edge",contour = TRUE,col.contour = "black")

Plotar graficos 3D

Description

Esta funcao proporciona a criacao de um grafico de superficie resposta (3D). Para isso, deve-se ter como entrada o output da funcao 'AjustarRegressao'.

Usage

plot3D(Resultado,
              modelo=NULL,
              cor=NULL,
              xlab=NULL,
              ylab=NULL,
              zlab=NULL,
              main=NULL)

Arguments

Resultado

Objeto do tipo list contendo a saida da funcao 'AjustarRegressao'
modelo

Valor numerico indicando o modelo considerado na confeccao do grafico. Pode ser NULL (default) ou um valor numerico indicando o modelo a ser considerado.

  • NULL -> Considera o melhor dos modelos testados de acordo com o Criterio de informatividade de Akaike (AIC)

  • n -> considera o n-esimo modelo para plotar o grafico.

cor

Refere-se a paleta de cores para a construcao do grafico. Se for NULL (default) sera utilizado uma paleta de cores padrao. Se for desejavel utilizar outras cores veja como criar a paleta de cores no exemplo dessa funcao.
xlab

Texto indicando o nome do eixo x.
ylab

Texto indicando o nome do eixo y.
zlab

Texto indicando o nome do eixo z.
main

Texto indicando o nome do grafico.

Value

A funcao retorna um grafico 3D.

References

Tutoriais onlines: https://www.youtube.com/playlist?list=PLvth1ZcREyK6OUnWVs-hnyVdCB1xuxbVs

See Also

plot2D, predict3D, AjustarRegressao

Examples

#'  ########################################################################
 ########################################################################
  #Exemplo 1: Experimento sem delineamento
  data("Dados1")
  res=AjustarRegressao(Dados = Dados1,
  design=1)
  plot3D(res)
  ##########################
  #Criando paleta de cores
  col0 = colorRampPalette(c('white', 'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
  col1 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', 'white',
                            'cyan', '#007FFF', 'blue','#00007F'))
  col2 = colorRampPalette(c('#67001F', '#B2182B', '#D6604D', '#F4A582',
                            '#FDDBC7', '#FFFFFF', '#D1E5F0', '#92C5DE',
                            '#4393C3', '#2166AC', '#053061'))
  col3 = colorRampPalette(c('red', 'white', 'blue'))
  col4 = colorRampPalette(c('#7F0000', 'red', '#FF7F00', 'yellow', '#7FFF7F',
                            'cyan', '#007FFF', 'blue', '#00007F'))


  plot3D(res,cor=col4(200),xlab="Comprimento (cm)",ylab="Largura (cm)",
  zlab="Area (cm2)")


 ########################################################################
 ########################################################################
 #Exemplo 2: Experimento sem delineamento
  data("Dados2")
  res=AjustarRegressao(Dados = Dados2, design=1)
  plot3D(res,cor=col1(200),xlab="Acucar (%)",ylab="Banana (%)",
  zlab="Aceitabilidade")




  #Exemplo 3: Experimento com delineamento (DIC)
  data("Dados3")
  res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=2)
  plot3D(res,cor=col1(200),xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)")


  #Exemplo 4: Experimento com delineamento (DBC)
  data("Dados3")
  res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3)
  plot3D(res,cor=col1(200),modelo = 10,xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)")

  #Exemplo 5: Experimento com delineamento (DBC) e modelos personalizados
  data("Dados3")
  Mod=list(
  m1  =Z~   1 + X  + Y,
  m2	=Z~	 1 + X  + I(X^2)  + Y  + I(Y^2),
  m3	=Z~	 1 + X  + Y       + X:Y)
  res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3,Modelos=Mod)
  plot3D(res,cor=col1(200),modelo = 3,xlab="N (K/ha)",ylab="K (Kg/ha)")

Funcao para obter valores para construcao de graficos de superficie resposta

Description

Esta funcao possibilita gerar valores para construcao de graficos de superficie resposta (3D).

Usage

predict3D(Resultado, modelo=NULL, type=1,n=30)

Arguments

Resultado

:Objeto do tipo list referente ao output da funcao AjustarRegressao.
modelo

Valor numerico indicando o modelo considerado na confeccao do grafico. Pode ser NULL (default) ou um valor numerico indicando o modelo a ser considerado.

  • NULL -> Considera o melhor dos modelos testados de acordo com o Criterio de informatividade de Akaike (AIC)

  • n -> considera o n-esimo modelo para plotar o grafico.

type

:Valor de 1 a 3 indicando o output desejado pela funcao.

  • 1: Matriz XYZ

  • 2: Matriz Z quadrada

  • 3: Matriz XY + Z quadrada

n

:Numeros de valores equidistantes entre o menor e maior valor de cada variavel explicativa. O numero final de valores preditos sera n x n.

Value

A funcao apresenta valores para a obtencao de grafico de superificie resposta 3D.

See Also

plot2D, plot3D, AjustarRegressao

Examples

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 #Exemplo 1: Experimento sem delineamento
 data("Dados1")
 res=AjustarRegressao(Dados = Dados1, design=1)
 predict3D(Resultado = res,type =1) #matriz XYZ
 predict3D(Resultado = res,type =2) #matriz Z quadrada
 predict3D(Resultado = res,type =3) #matriz XY + Z quadrada


 ############################################################################
 ############################################################################
 #Exemplo 2: Experimento sem delineamento
 data("Dados2")
 res=AjustarRegressao(Dados = Dados2, design=1)
 predict3D(Resultado = res,type =1) #matriz XYZ
 predict3D(Resultado = res,type =2) #matriz Z quadrada
 predict3D(Resultado = res,type =3) #matriz XY + Z quadrada

 ############################################################################
 ############################################################################
 #Exemplo 3: Experimento com delineamento (DIC)
 data("Dados3")
 res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=2)
 predict3D(Resultado = res,type =1) #matriz XYZ
 predict3D(Resultado = res,type =2) #matriz Z quadrada
 predict3D(Resultado = res,type =3) #matriz XY + Z quadrada

 ############################################################################
 ############################################################################
 #Exemplo 4: Experimento com delineamento (DBC)
 data("Dados3")
 res=AjustarRegressao(Dados = Dados3, design=3)
 predict3D(Resultado = res,type =1) #matriz XYZ
 predict3D(Resultado = res,type =2) #matriz Z quadrada
 predict3D(Resultado = res,type =3) #matriz XY + Z quadrada